หลักการทำงานของเครื่องทดสอบความแข็งบริเนลคือการกดลูกบอลเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งลงบนพื้นผิวของตัวอย่างด้วยความเร็วที่กำหนดภายใต้แรงทดสอบที่กำหนด หลังจากเวลาค้างที่กำหนดไว้ แรงทดสอบจะถูกลบออก ค่าความแข็งบริเนลของโลหะแสดงเป็นความดันเฉลี่ยบนพื้นที่ผิวทรงกลมของการเยื้อง
เครื่องทดสอบความแข็ง Brinell ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการกำหนดความแข็งของวัสดุ เช่น เหล็กหล่อ เหล็กกล้า โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก{0}} และโลหะผสมอ่อน การทดสอบความแข็งของ Brinell ทำให้เกิดการเยื้องที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาการทดสอบความแข็งทั้งหมด โดยสะท้อนถึงคุณสมบัติที่ครอบคลุมของวัสดุ และไม่ได้รับผลกระทบจากการแบ่งแยกระดับไมโครหรือความไม่เป็นเนื้อเดียวกันของโครงสร้างตัวอย่าง ทำให้เป็นวิธีการทดสอบความแข็งที่มีความแม่นยำสูง